UIImage加载图片方式的研究

常用的UIImage加载图片的方式有以下几种：

• [UIImage imageNamed:name]
• [UIImage imageWithContentsOfFile:name]
• [UIImage imageWithData:data]
• [UIImage imageWithCGImage:imageRef]
• [UIImage imageWithCIImage:obj]

以上方法中imageNamed:和imageWitData:应用程序会对其自动缓存，不过，它们缓存的实现方式并不相同，后面会有详细说明。除去这两个方法以外剩下的三个方法默认情况下是不会产生缓存的，这三个方法的主要区别在于它们的数据源：imageWithContentsOfFile:从指定文件中创建对象，imageWithCGImage:以CGImageRef来创建对象，imageWithCIImage:以CIImage对象来创建对象。
最后两种方法平时用的相对会少一些，简要解释一下CGImage与CIImage的区别：CGImageRef只能代表位图，如果你需要与bitmap数据打交道，无疑CGImage是非常合适的选择。CGImageRef以CG开头就不难想到CGImageRef的相关操作都需要在Core Graphics中进行，比如混合、遮罩等等。CIImage以CI开头，即Core Image，不难理解CIImage是底层的数据对象，它通常包含了与它相关的图像数据，而不是一个图像。默认情况下，CIImage对象是不会被绘图系统渲染的，除非是得到明确的指令。这种机制（“lazy evaluation”）允许核心绘图系统尽可能高效地运行。CIImage通常被运用在GPU优化图像滤镜算法当中。

UIImage缓存原理

1.[UIImage imageNamed:name]
我通过查看imageNamed方法的调用栈以及查阅苹果相关文档后对UIImage的缓存实现有了清晰的认识。
当调用imageNamed方法时，该方法会去内存缓存里去查找与参数一致的image对象并且返回最合适大小的image对象，如果没有找到，该方法则会去本地磁盘中查找然后加载图片并返回image对象，同时将image对象缓存到系统缓存中，以便下次重复使用。更底层一点的解释，当返回image对象时，并未对image的图片数据进行解码。它的解码过程发生在UIImage对象第一次显示到屏幕上的时候，而image对象的缓存也发生在这时候。当解码完成image显示在屏幕上后，应用程序会将image的解码结果保存到缓存中。通常缓存会在收到内存警告时才会被清空。

2.[UIImage imageWithData:data]
在查看imageWithData方法的调用栈时发现了有意思的东西。通过二进制数据创建image对象时，实际上在底层调用的是ImageIO/ImageIO.h的CGImageSourceCreateWithData()方法。该方法的第二个参数可以传入key为kCGImageSourceShouldCache的键值对，它的值是CFBooleanRef类型的，默认情况下，在64位机器上它的值为kCFBooleanTrue，而在32位机器上它的值为kCFBooleanFalse。也就是说在64位机器上是会缓存的，而在32位机器上则是不会缓存的。与imageNamed方法类似，图片会在第一次显示到屏幕上时才会进行解码，随后再被缓存到CGImage里面。依据是CGImageSourceCreateWithData()方法第二个参数可以传入key为kCGImageSourceShouldCacheImmediately的键值对，默认情况下它的值是kCFBooleanFalse。

UIImage不缓存

• [UIImage imageWithContentsOfFile:name]
  与前面两个方法略有不同，该方法是同步的（synchronous）。当在主线程（UI）中调用该方法时，会阻塞主线程并从磁盘中加载图片数据，若磁盘数据较大会造成卡顿或者延迟。通常的解决方法是另开一个线程异步完成磁盘加载图片数据的任务，然后在主线程中刷新UI。下面代码给出了一个例子：

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dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW, 0), ^{
    UIImage *image = [UIImage imageWithContentsOfFile:imagePath];
    dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
        [self.button setBackgroundImage:image forState:UIControlStateNormal];
    });
});

当图片显示在屏幕上时，系统并不会对其进行缓存。当图片数据被加载到内存中，它会被标记为可清除（purgeable）。如果数据被清除了且需要再次加载，image对象会再次从指定的文件路径获取数据并加载进内存中。根据它的实现原理，通常该方法的使用场景是图片不需要重复展示，或者图片的数据较大会造成内存警告。当然，这并不是说imageWithContentsOfFile:一定比imageNamed:方法高效，imageWithContentsOfFile:方法的问题在于它会将图片文件全尺寸展示在屏幕上即使是512*512的图片都要占到1M多的内存，加载会影响程序的性能，造成不好的用户体验。
针对图片尺寸太大带来的性能问题，比较好的解决方案是用CGImageSource的有关方法，将图片的尺寸缩减到适合的尺寸，减小数据大小。

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#import <ImageIO/ImageIO.h>
NSURL *imageFileURL = [NSURL fileURLWithPath:...];
CGImageSourceRef imageSource = CGImageSourceCreateWithURL((CFURLRef)imageFileURL, NULL);
if (imageSource == NULL) {
    // Error loading image
    ...
    return;
}
NSDictionary *options = [NSDictionary dictionaryWithObjectsAndKeys:
                         [NSNumber numberWithBool:NO], (NSString *)kCGImageSourceShouldCache,
                         nil];
CFDictionaryRef imageProperties = CGImageSourceCopyPropertiesAtIndex(imageSource, 0, (CFDictionaryRef)options);
if (imageProperties) {
    NSNumber *width = (NSNumber *)CFDictionaryGetValue(imageProperties, kCGImagePropertyPixelWidth);
    NSNumber *height = (NSNumber *)CFDictionaryGetValue(imageProperties, kCGImagePropertyPixelHeight);
    NSLog(@"Image dimensions: %@ x %@ px", width, height);
    CFRelease(imageProperties);
}
CFRelease(imageSource);